블랙홀 6, 공간, 시간 다이어그램

그림 3의 만화는 간단한 우주 시간 도표를 보여 준다. 전통에 따라,'시간과 유사한 '축은 페이지에서 수직을 이루며'공간과 유사한 '축은 이에 수직으로 그려진다. 물론, 우리는 우주 시간을 묘사하는 4개의 축이 필요하다. 왜냐하면 세개의 스페이스와 같은 축과 하나의 시간 같은 축이 있기 때문이다. 그러나, 두개의 축은 우리의 목적에 충분할 것이다. 이 두축이 교차하는 곳을 원점이라고 하며, 이는 공간 시간 다이어그램을 작성한 관찰자에게 '여기와 지금'의 점으로 간주할 수 있다. 카메라 셔터를 클릭하는 이상적인 순간 순간에 우주의 특정 위치에서 발생한다고 말합니다. 이러한 순간 이벤트는 해당 시간 및 공간 위치에 적합한 시공간 다이어그램의 점으로 표현된다. 그림 3에는 공간적으로 분리된 두개의 점이 있지만(공간 축에서 동일한 점에서 발생하지 않는다)동시에 발생한다(시간 축에 동일한 좌표를 가진다). 여러분은 이 두개의 점이 서로 멀리 떨어져서 같은 광경을 촬영하고 있는 두명의 사진사의 동시 셔터 프레스에 해당한다고 상상할 수 있을 것입니다. 점이 이벤트를 나타내는 경우 공간 시간 다이어그램의 선은 무엇을 나타냅니까? 선은 단순히 공간 시간을 통해 사물의 경로를 보여 준다. 우리가 삶을 살면서, 우리는 우주 시간과 우리가 우리 뒤에 남기는 길을 통해 여행합니다. 우리는 우주 시간의 선이라고 불립니다. 만약 여러분이 하루 종일 집에 있다면, 여러분의 월드린은 우주 시간을 통한 수직 길이예요. 당신은 시간 안에 전진하지만 우주에 고정되어 있다. 반면에 만약 당신이 긴 여행을 했다면, 당신의 월드린은 당신의 거리가 시간과 공간에서 움직이기 때문에, 당신의 거리가 변하기 때문에 넘어졌다.

예를 들어 그림 3에 표시된 원을 보면, 부분적으로 수직인 선이 기울어진 다음 더 위쪽으로 기울어집니다. 이는 선의 수직 범위로 표시된 시간 동안 정지되어 있는 다른 도면 요소의 원에 해당합니다. 예를 들어, 사진사 중 한명의 카메라가 도난 당하고 공간 위치가 계속 변경되기 전에 의자 위에 남겨져 있을 수 있습니다. 이 선이 기울어지는 곳은 공간적 위치가 시간에 따라 변하는 곳이다. 이 선의 기울기는 시간에 따른 거리 변화 속도를 알려 주는데, 이를 속도라고 합니다. 이 경우에 이것은 도둑이 훔친 카메라를 훔치는 속도이다. 도둑이 카메라로 더 빨리 도망 칠수록, 다시 말해서 그가 주어진 시간 안에 더 많은 땅을 덮을 수록, 더 적은 수직이 되고, 선의 이 부분이 더 기울어질 것이다. 물론 도둑이 불법적으로 얻은 이득을 가지고 도망 칠 수 있는 속도에는 강력한 상한이 있는데, 이것은 제1장에서 논한 빛의 속도이다. 빛 빔의 궤적은 최대 미끄러짐 선으로 나타낼 수 있다. 그 속도보다 더 빨리 갈 수 있는 것은 없기 때문에, 이 속도보다 더 큰 각도에 월드린이 있을 수 없다.

최대 회전 각도를 가진 우주 시간 다이어그램의 월드 라인은 빛의 속도인 최대 속도에 해당하며, 빛의 속도에 따라 빛 원뿔이라고 불리는 중요한 개념을 발생시킨다. 이것에 대한 생각은 매우 간단합니다. 여러분은 미래의 우주에 어떤 선행 원인에 의해서만 영향을 미칠 수 있고 인과 관계는 빛의 속도보다 더 빨리 전파될 수 없습니다. 따라서 현재 당신의 '영향권'은 그림 4와 같이 45도 각도 내에 있는 부분과 양의 시간 축 사이의 제한된 시간 범위에 포함되어 있다. 게다가, 당신은 단지 빛의 속도보다 더 빨리 전파될 수 없었던 원인이 되는 일련의 사건들에 의해서만 영향을 받았을 수 있다. 따라서 45도 각도 내에서 후방 시간 축에 대한 이벤트만 현재 사용자에게 영향을 미칠 수 있습니다. 이제 우리가 두개의 공간과 유사한 축이 있는 시공간 다이어그램을 그린다면 그림 4의 삼각형은 원뿔이 되고 그림 5와 같이 이것들이 우리가 의미하는 빛의 원뿔이 됩니다. 그림 5의 빛 원뿔은 관찰자(원점에 위치해 있는 '여기와 현재')가(또는 과거에 도달한)속도보다 더 빠르게 도달할 수 있는 공간의 영역을 나타낸다. 양의(미래)시간 축 중심의 지역은 미래의 빛 원뿔로 알려져 있고, 원뿔은 음의 시간 축(즉 과거 시간)중심으로 한다.

따라서 기원전 44년 줄리어스 시저의 암살은 당신의 과거의 일이다. 왜냐하면 그 사건과 당신 사이에는 상상할 수 있는 인과 관계가 있기 때문이다. 안드로메다 은하에서 나오는 빛은 지구의 망원경에 도달할 수 있기 때문에, 그것 역시 여러분의 과거의 한 부분입니다. 하지만 빛이 우리에게 도달하는 데는 6백만년이 걸립니다. 그래서 이것은 여러분의 과거의 일부분이고 여러분의 빛 콘 위에 놓여진 안드로메다 은하입니다. 오늘날의 안드로메다 은하, 또는 기원전 44년의 안드로메다 은하는 당신의 빛 콘 밖에 있다. 안드로메다에서 일어나는 사건들은, 지금이든 심지어 기원전 44년에 일어난 것이든, 지금 당장 여러분에게 영향을 미칠 수 없다. 왜냐하면 어떤 인과 관계 링크도 빛의 속도보다 더 빨리 이동했어야 했기 때문이다.